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JP2014031810A - Rolling bearing device - Google Patents

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JP2014031810A
JP2014031810A JP2012171139A JP2012171139A JP2014031810A JP 2014031810 A JP2014031810 A JP 2014031810A JP 2012171139 A JP2012171139 A JP 2012171139A JP 2012171139 A JP2012171139 A JP 2012171139A JP 2014031810 A JP2014031810 A JP 2014031810A
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JP
Japan
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rolling bearing
pump
lubricating oil
bearing device
oil supply
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Application number
JP2012171139A
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Japanese (ja)
Inventor
Iku Omoto
郁 大本
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Priority to US14/344,479 priority patent/US9624978B2/en
Priority to EP12832095.9A priority patent/EP2757278A4/en
Priority to CN201280044468.XA priority patent/CN103797259B/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing device 10 capable of appropriately supplying lubricating oil from a lubricating oil tank 46 of an oil supply unit 13.SOLUTION: A rolling bearing device comprises a rolling bearing 10 and an oil supply unit 13. The oil supply unit 13 is attached to a fixed ring member of the rolling bearing 10 or a spacer 12 adjacent to the rolling bearing 10. The rolling bearing device is provided with a lubricating oil leakage prevention mechanism, such as a switching valve 48 that is provided in a discharge pipe of a pump 45 of the oil supply unit 13 and is opened only during oil supply operation and a mechanism for introducing air into the discharge pipe that is performed by reversing the rotational direction of the pump 45 after completing oil supply by driving the pump 45.

Description

この発明は、工作機械や産業機械等に用いられる転がり軸受装置に関し、特に転がり軸受と給油ユニットの組み合わせからなる転がり軸受装置に関するものである。   The present invention relates to a rolling bearing device used for machine tools, industrial machines, and the like, and more particularly to a rolling bearing device composed of a combination of a rolling bearing and an oil supply unit.

給油ユニットを転がり軸受の内部に組み込んだ転がり軸受装置が従来から知られている(特許文献1参照)。この転がり軸受装置は、転がり軸受の相互に対向した軌道輪のうち、固定側の軌道輪の内径面に給油ユニットを装着している。給油ユニットは、潤滑油を溜めた潤滑油タンク、前記潤滑油タンクの潤滑油を軸受内部に吐出させるポンプ及び前記ポンプを駆動する発電機により構成される。軸受側の条件に応じてポンプを制御することにより吐出量を調整する手段を有する。   Conventionally, a rolling bearing device in which an oil supply unit is incorporated in a rolling bearing is known (see Patent Document 1). In this rolling bearing device, an oil supply unit is mounted on the inner diameter surface of the stationary bearing ring among the bearing rings facing each other of the rolling bearing. The oil supply unit includes a lubricating oil tank that stores lubricating oil, a pump that discharges the lubricating oil in the lubricating oil tank into the bearing, and a generator that drives the pump. Means for adjusting the discharge amount by controlling the pump according to the conditions on the bearing side is provided.

また、特許文献2に開示された転がり軸受装置も同様の給油ユニットを備えている。   Further, the rolling bearing device disclosed in Patent Document 2 includes a similar oil supply unit.

また、特許文献3に開示された転がり軸受装置は、固定側の軌道輪と回転側の軌道輪の間に、給油ユニットの潤滑油タンクを着脱可能に設けており、給油ユニットのハウジングが潤滑油タンクを兼ねている。   Further, in the rolling bearing device disclosed in Patent Document 3, a lubricating oil tank of an oil supply unit is detachably provided between a fixed raceway and a rotary raceway, and the housing of the oil supply unit is a lubricant. Also serves as a tank.

特開2004−108388号公報JP 2004-108388 A 特開2004−316707号公報JP 2004-316707 A 特開2008−106900号公報JP 2008-106900 A

従来の給油ユニットを備える転がり軸受装置は、潤滑油タンクの潤滑油をポンプで吸込み、ポンプの吐出配管から軸受内部に吐出させており、ポンプの駆動時間によって給油量の制御が行われている。   In a rolling bearing device having a conventional oil supply unit, the lubricating oil in a lubricating oil tank is sucked by a pump and discharged from the discharge pipe of the pump into the bearing, and the amount of oil supplied is controlled by the driving time of the pump.

ところが、潤滑油の供給が完了した後にポンプを停止しても、ポンプ及び吐出配管の内部は、潤滑油で満たされているため、潤滑油タンク内部の潤滑油が、サイフォンの原理によって吐出配管内に引き出されてノズル端から潤滑油が漏れ出し、潤滑油の供給が過多になり、潤滑油の撹拌抵抗が増加する。   However, even if the pump is stopped after the supply of lubricating oil is completed, the inside of the pump and the discharge pipe is filled with the lubricating oil. As a result, the lubricating oil leaks from the nozzle end, the supply of lubricating oil becomes excessive, and the stirring resistance of the lubricating oil increases.

その結果、安定した潤滑環境が得られないと共に、発熱が生じるという問題がある。   As a result, there is a problem that a stable lubricating environment cannot be obtained and heat is generated.

そこで、この発明は、給油ユニットの潤滑油タンクから適正な潤滑油の供給が行える転がり軸受装置を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing device that can supply appropriate lubricating oil from a lubricating oil tank of an oil supply unit.

前記の課題を解決するために、この発明に係る転がり軸受装置は、転がり軸受と、潤滑油タンク、潤滑油タンクから潤滑油を吸引して吐出口から潤滑油を吐出するポンプ、ポンプを駆動する駆動部、駆動部に電気エネルギーを与える発電部を少なくとも備える給油装置の組み合わせからなり、前記給油装置を、転がり軸受の固定輪側部材又は転がり軸受に隣接する間座に取り付けた転がり軸受装置において、前記ポンプの吐出配管に、潤滑油の漏れ出しを防止する漏れ出し防止機構を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a rolling bearing device according to the present invention drives a rolling bearing, a lubricating oil tank, a pump that sucks lubricating oil from the lubricating oil tank and discharges lubricating oil from a discharge port, and a pump. In a rolling bearing device comprising a drive unit, a combination of a lubrication device including at least a power generation unit that gives electric energy to the drive unit, the lubrication device is attached to a fixed ring side member of the rolling bearing or a spacer adjacent to the rolling bearing. The pump discharge pipe is provided with a leakage prevention mechanism for preventing leakage of lubricating oil.

前記漏れ出し防止機構は、ポンプの吐出配管に設けた開閉弁を設け、給油動作中のみ開閉弁を開くようにしたり、あるいはポンプを駆動して給油動作を完了した後に、ポンプを逆転させて吐出配管内に空気を導入したりする機構を採用することができる。   The leak prevention mechanism is equipped with an on-off valve provided in the discharge pipe of the pump so that the on-off valve is opened only during the refueling operation, or after the refueling operation is completed by driving the pump, the pump is reversed and discharged. A mechanism for introducing air into the pipe can be employed.

前記開閉弁としては、圧力によりポンプの吐出配管の流路を開くシーケンス弁、電磁弁を採用することができる。   As the on-off valve, a sequence valve or an electromagnetic valve that opens the flow path of the discharge pipe of the pump by pressure can be employed.

前記電磁弁は、駆動部の発電部によって駆動させることができる。   The electromagnetic valve can be driven by a power generation unit of a drive unit.

前記給油装置は、構成部材をハウジング内に収納してユニット化し、ハウジングを転がり軸受の固定輪側部材又は転がり軸受に隣接する間座に取り付けることができる。   In the oil supply device, the constituent members are housed in a housing and unitized, and the housing can be attached to a fixed ring side member of the rolling bearing or a spacer adjacent to the rolling bearing.

この発明によれば、ポンプの吐出配管に、潤滑油の漏れ出しを防止する漏れ出し防止機構を設けているので、ポンプを駆動して所定量の潤滑油を供給した後、ポンプを停止しても、吐出配管内から余分な潤滑油が漏れ出さない。
したがって、適量の潤滑油で安定的な運転が可能となり、発熱の問題も生じない。
According to this invention, the pump discharge pipe is provided with the leakage prevention mechanism for preventing the leakage of the lubricating oil. After the pump is driven to supply a predetermined amount of the lubricating oil, the pump is stopped. However, excess lubricant does not leak from the discharge pipe.
Therefore, stable operation is possible with an appropriate amount of lubricating oil, and there is no problem of heat generation.

図3のA−A線の方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the direction of the AA line of FIG. 図3のB−B線の方向から見た部分断面図である。It is the fragmentary sectional view seen from the direction of the BB line of FIG. 給油ユニットの図1のX1−X1線の断面図である。It is sectional drawing of the X1-X1 line | wire of FIG. 1 of an oil supply unit. 漏れ出し防止機構としてシーケンス弁を使用する油圧回路の概略図である。It is the schematic of the hydraulic circuit which uses a sequence valve as a leakage prevention mechanism. 漏れ出し防止機構として電磁弁を使用する油圧回路の概略図である。It is the schematic of the hydraulic circuit which uses a solenoid valve as a leakage prevention mechanism. ポンプを停止した後のサイフォンの原理による潤滑油の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of the lubricating oil by the siphon principle after stopping a pump. ポンプを停止した後に、ポンプを逆転させた場合の潤滑油の流れを示す概略図である。It is the schematic which shows the flow of the lubricating oil at the time of reversing a pump, after stopping a pump. 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. 制御部の詳細ブロック図である。It is a detailed block diagram of a control part.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1から図3に示す実施形態の転がり軸受装置10は、転がり軸受11、その軸方向の一端部に突き当てられた間座12及び間座12に組み込まれた給油ユニット13により構成され、回転軸14とハウジング15の間に組み込んで使用に供される。転がり軸受11の他端部にも他の間座16が突き当てられ、両方の間座12、16により転がり軸受11の軸方向の位置決めが行われる。この実施形態の回転軸14は水平に設置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
A rolling bearing device 10 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 includes a rolling bearing 11, a spacer 12 abutted against one end in the axial direction thereof, and an oil supply unit 13 incorporated in the spacer 12. It is incorporated between the shaft 14 and the housing 15 for use. Another spacer 16 is also abutted against the other end of the rolling bearing 11, and the positioning of the rolling bearing 11 in the axial direction is performed by both the spacers 12 and 16. The rotating shaft 14 of this embodiment is installed horizontally.

転がり軸受11は、回転側の軌道輪である内輪17、固定側の外輪18及びこれらの軌道輪の間に介在された所要数の転動体19、その転動体19を一定間隔に保持する保持器21により構成される、アンギュラ玉軸受、あるいは深溝玉軸受のいずれでもよい。転がり軸受11には、予め所望のグリースが封入され、間座16側の端部に、シール板22が装着されている。   The rolling bearing 11 includes an inner ring 17 that is a rotating raceway ring, a fixed outer ring 18, a required number of rolling elements 19 interposed between these raceways, and a cage that holds the rolling elements 19 at a constant interval. Any of an angular ball bearing or a deep groove ball bearing constituted by 21 may be used. The rolling bearing 11 is preliminarily filled with desired grease, and a seal plate 22 is attached to the end on the spacer 16 side.

間座12は、内輪側間座12aと外輪側間座12bとからなり、内輪側間座12aは回転軸14側に嵌合固定され、内輪17の一方の端面に突き当てられる。外輪側間座12bはハウジング15の内径面に嵌合固定され、外輪18の一方の端面に突き当てられる。他方の間座16も同様に回転軸14側及びハウジング15側に嵌合固定され、内輪17及び外輪18の他方の端面に突き当てられる。   The spacer 12 includes an inner ring side spacer 12a and an outer ring side spacer 12b. The inner ring side spacer 12a is fitted and fixed to the rotating shaft 14 side and abuts against one end face of the inner ring 17. The outer ring side spacer 12 b is fitted and fixed to the inner diameter surface of the housing 15 and abuts against one end surface of the outer ring 18. Similarly, the other spacer 16 is fitted and fixed to the rotating shaft 14 side and the housing 15 side, and is abutted against the other end faces of the inner ring 17 and the outer ring 18.

前記給油ユニット13は、図3に示すように、円環状のハウジング24内に、円周方向に発電部41、充電部42、制御部43、駆動部44、ポンプ45、潤滑油タンク46等の諸部材を収納して構成される。   As shown in FIG. 3, the oil supply unit 13 includes a power generation unit 41, a charging unit 42, a control unit 43, a drive unit 44, a pump 45, a lubricating oil tank 46, etc. in a circumferential direction in an annular housing 24. Consists of various members.

給油ユニット13の円環状のハウジング24は、図2に示すように、転がり軸受11と反対側の面が開放された断面コの字形のハウジング本体24aと、このハウジング本体24aの開口部を閉塞し、ハウジング本体24aに対して着脱自在の蓋体24bとによって構成される。このハウジング本体24aと蓋体24bとは、PPS等の同種の熱可塑性樹脂材料からなる。   As shown in FIG. 2, the annular housing 24 of the oil supply unit 13 has a U-shaped housing main body 24a whose surface opposite to the rolling bearing 11 is open, and the opening of the housing main body 24a is closed. The lid body 24b is detachable from the housing body 24a. The housing body 24a and the lid body 24b are made of the same kind of thermoplastic resin material such as PPS.

ハウジング24の蓋体24bは、ハウジング本体24aに対し、ネジ24cにより固定され、ネジ24cを外して、蓋体24bを取り除くことにより、給油ユニット13全体を取外すことなく、ハウジング本体24a内に収納されている潤滑油タンク45に、潤滑油を補充することができる。   The lid body 24b of the housing 24 is fixed to the housing main body 24a by screws 24c, and is removed from the oil supply unit 13 by removing the screw 24c and removing the lid body 24b, and is accommodated in the housing main body 24a. The lubricating oil tank 45 can be supplemented with lubricating oil.

ハウジング本体24aの外周面は、外輪側間座12bの内径面に、接着剤によって接着固定されている。ハウジング本体24aを接着固定する接着剤は、エポキシ樹脂等を使用できる。   The outer peripheral surface of the housing main body 24a is bonded and fixed to the inner diameter surface of the outer ring side spacer 12b with an adhesive. An epoxy resin or the like can be used as an adhesive for bonding and fixing the housing body 24a.

次に、ハウジング本体24a内に収納する潤滑油タンク46は、柔軟性を有する樹脂製の袋体46aからなり、円環状のハウジング24に沿って円弧状に配置されている。   Next, the lubricating oil tank 46 housed in the housing main body 24 a is made of a resin-made bag body 46 a having flexibility, and is arranged in an arc shape along the annular housing 24.

袋体46aには、ポンプ45と接続する吸込みチューブ45aを設けている。この吸込みチューブ45aは、袋体46aを熱溶着により形成する際に、袋体46aを形成する重ね合わせた樹脂シートの間に挟み込んで熱溶着することにより、袋体46aと一体化することができる。   The bag body 46 a is provided with a suction tube 45 a connected to the pump 45. When the bag body 46a is formed by heat welding, the suction tube 45a can be integrated with the bag body 46a by being sandwiched between the overlapped resin sheets forming the bag body 46a and thermally welding. .

また、袋体46aをブロー成形により形成する場合には、吸込みチューブ45aを袋体46aと一体にブロー成形することができる。   When the bag body 46a is formed by blow molding, the suction tube 45a can be blow molded integrally with the bag body 46a.

潤滑油タンク46を形成する袋体46aの素材は、ナイロン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレンなどを用いることができるが、袋体46a内に収容される潤滑油に侵されない素材であれば特に限定されない。   Nylon, polyethylene, polyester, polypropylene, or the like can be used as the material of the bag body 46a forming the lubricating oil tank 46. However, the material is not particularly limited as long as the material is not affected by the lubricating oil contained in the bag body 46a.

潤滑油タンク46の袋体46aに充填する潤滑油の粘度は、あまり高いとポンプの負荷や電源への負担が大きくなるため、VG22程度が望ましい。   If the viscosity of the lubricating oil filled in the bag 46a of the lubricating oil tank 46 is too high, the load on the pump and the power supply will increase, so about VG22 is desirable.

ポンプ45には、潤滑油タンク46内の潤滑油を吸引する吸い込みチューブ45aと、吸引した潤滑油を吐出する吐出チューブ45bを備え、吐出チューブ45bの先端の吐出ノズル45cから転がり軸受11の固定側の軌道輪と回転側の軌道輪の間に潤滑油が供給される。   The pump 45 includes a suction tube 45a that sucks the lubricating oil in the lubricating oil tank 46, and a discharge tube 45b that discharges the sucked lubricating oil, and is fixed to the rolling bearing 11 from the discharge nozzle 45c at the tip of the discharge tube 45b. Lubricating oil is supplied between the bearing ring and the rotating raceway.

ポンプ45を駆動させて、潤滑油タンク46内の潤滑油を吸引し、吐出チューブ45bの先端の吐出ノズル45cから転がり軸受11の固定側の軌道輪と回転側の軌道輪の間に潤滑油を供給し、所定量の潤滑油を供給した後に、ポンプ45を停止する。   The pump 45 is driven to suck the lubricating oil in the lubricating oil tank 46, and the lubricating oil is supplied from the discharge nozzle 45c at the tip of the discharge tube 45b between the fixed side raceway of the rolling bearing 11 and the rotary side raceway. After supplying and supplying a predetermined amount of lubricating oil, the pump 45 is stopped.

ポンプ45を停止しても、ポンプ45内と配管内部は、潤滑油で満たされているため、潤滑油タンク46内の潤滑油がサイフォンの原理により引き出されて吐出ノズル45cから潤滑油が漏れ出すことがある。この発明では、この漏れ出しを防止するために、ポンプ45の吐出配管に、潤滑油の漏れ出しを防止する漏れ出し防止機構を設けている。   Even if the pump 45 is stopped, the inside of the pump 45 and the inside of the pipe are filled with lubricating oil, so that the lubricating oil in the lubricating oil tank 46 is drawn out by the siphon principle and the lubricating oil leaks from the discharge nozzle 45c. Sometimes. In the present invention, in order to prevent this leakage, the discharge piping of the pump 45 is provided with a leakage prevention mechanism for preventing leakage of the lubricating oil.

この漏れ出し防止機構としては、図3に示すように、吐出チューブ45bに開閉弁48を設け、ポンプ45が稼動する期間のみ、開閉弁48を開き、その他の状態では開閉弁48が閉じるようにしておく方法、あるいは、ポンプ45を駆動して給油動作を完了した後に、ポンプ45を逆転させて吐出配管内に空気を導入する方法などを採用することができる。   As shown in FIG. 3, an on-off valve 48 is provided on the discharge tube 45b, and the on-off valve 48 is opened only during a period when the pump 45 is operated, and the on-off valve 48 is closed in other states. Or a method of introducing air into the discharge pipe by reversing the pump 45 after driving the pump 45 and completing the refueling operation.

前記開閉弁48には、機械的に動作し一定圧力以上になると流路を開くシーケンス弁48aやと電気的に流路を開閉する電磁弁48bを採用することができる。   As the opening / closing valve 48, a sequence valve 48a that mechanically operates and opens a flow path when a pressure exceeds a certain pressure, and an electromagnetic valve 48b that electrically opens and closes the flow path can be employed.

図4は、開閉弁48としてシーケンス弁48aを用いた場合の油圧回路を示し、図5は、開閉弁48として電磁弁48bを用いた場合の油圧回路を示している。   4 shows a hydraulic circuit when the sequence valve 48 a is used as the on-off valve 48, and FIG. 5 shows a hydraulic circuit when the electromagnetic valve 48 b is used as the on-off valve 48.

電磁弁48bの制御は、ポンプ45の制御と一体的に行うことができる。   The control of the electromagnetic valve 48 b can be performed integrally with the control of the pump 45.

ポンプ45を駆動して給油動作を完了した後に、ポンプ45を停止すると、図6に一点鎖線の矢印で示すように、吸い込みチューブ45aとポンプ45内に潤滑油が満たされているため、サイフォンの原理により潤滑油タンク46内部の潤滑油が吐出チューブ45bまで引き出されて吐出ノズル45cから潤滑油が漏れ出す。この漏れ出しを防止するために、この発明では、潤滑油の吐出動作後に、ポンプ45を逆転させるようにしている。ポンプ45を逆転させると、図7に一点鎖線の矢印で示すように、吐出チューブ45b及びポンプ45の内部に空気を導入させると、潤滑油が受ける管路抵抗が大きくなり、サイフォンの原理による漏れ出しを防止できる。   When the pump 45 is stopped after the pump 45 is driven and the refueling operation is completed, the suction tube 45a and the pump 45 are filled with lubricating oil, as shown by the dashed line arrow in FIG. In principle, the lubricating oil inside the lubricating oil tank 46 is drawn to the discharge tube 45b, and the lubricating oil leaks from the discharge nozzle 45c. In order to prevent this leakage, in the present invention, the pump 45 is reversed after the lubricating oil discharge operation. When the pump 45 is reversed, as shown by the one-dot chain line arrow in FIG. 7, when air is introduced into the discharge tube 45b and the pump 45, the pipeline resistance received by the lubricating oil increases and leakage due to the siphon principle It can prevent sticking out.

次に、潤滑油を供給するタイミング、即ち、ポンプ45の駆動のタイミングは、電力が充電部42のコンデンサに蓄電され、一定の電圧に達した時点で行なうことが可能である。発電効率との関係で蓄電時間が短い場合においては、蓄電電圧が一定の値に達した時点で抵抗器などに放電させ、ポンプ45の駆動のタイミングに、インターバルを設けてもよい。この場合、ポンプ45の駆動までの間に、充放電が繰り返されることになり、この充放電の回数でポンプ45の駆動のインターバルを管理してもよい。あるいは、蓄電電圧が一定の値に達した時点で、タイマ機能によりポンプ45の駆動のタイミングに、インターバルを設けてもよい。この場合は、前記の様な充放電を繰り返さない。   Next, the timing of supplying the lubricating oil, that is, the timing of driving the pump 45 can be performed when the electric power is stored in the capacitor of the charging unit 42 and reaches a certain voltage. When the storage time is short in relation to the power generation efficiency, the resistor may be discharged when the storage voltage reaches a certain value, and an interval may be provided at the drive timing of the pump 45. In this case, charging / discharging is repeated before the pump 45 is driven, and the driving interval of the pump 45 may be managed by the number of times of charging / discharging. Alternatively, an interval may be provided at the driving timing of the pump 45 by the timer function when the stored voltage reaches a certain value. In this case, the above charging / discharging is not repeated.

ポンプ45の吸込み側に接続された吸込みチューブ45aは、潤滑油タンク46内に挿入され、潤滑油タンク46内の潤滑油が吸引される。   The suction tube 45a connected to the suction side of the pump 45 is inserted into the lubricating oil tank 46, and the lubricating oil in the lubricating oil tank 46 is sucked.

一方、吐出側に接続された吐出チューブ45bの先端には、転がり軸受の内部に潤滑油を吐出するための吐出ノズル45cを接続している。吐出ノズル45cの先端は、軸受内外輪の間で、内輪外周面に近い部分に配置することが望ましい。なお、吐出ノズル45cのノズル穴の内径寸法は、基油の粘度に起因する表面張力と、吐出量との関係により、適宜設定される。   On the other hand, a discharge nozzle 45c for discharging lubricating oil is connected to the inside of the rolling bearing at the tip of the discharge tube 45b connected to the discharge side. It is desirable that the tip of the discharge nozzle 45c be disposed between the bearing inner and outer rings at a portion close to the inner ring outer peripheral surface. The inner diameter dimension of the nozzle hole of the discharge nozzle 45c is appropriately set depending on the relationship between the surface tension resulting from the viscosity of the base oil and the discharge amount.

円環状のハウジング24内には、潤滑油タンク46以外に、円周方向に発電部41、充電部42、制御部43、駆動部44、ポンプ45等を収納している。   In the annular housing 24, in addition to the lubricating oil tank 46, a power generation unit 41, a charging unit 42, a control unit 43, a drive unit 44, a pump 45, and the like are accommodated in the circumferential direction.

発電部41としては、例えば、図8に示すように、ゼーベック効果によって発電を行うものを使用することができる。即ち、転がり軸受装置10を使用した場合、転動体19(図1参照)との摩擦熱により内輪17と外輪18の温度が上昇する。通常、外輪18は機器のハウジング15に組み込まれるため熱伝導により放熱され、内外輪17、18の間で温度差が生じる。その温度が各熱伝導体52、53に伝導され、ゼーベック素子54の両端面に温度差を生じさせることにより、ゼーベック効果による発電を行う。   As the power generation unit 41, for example, a unit that generates power by the Seebeck effect as shown in FIG. 8 can be used. That is, when the rolling bearing device 10 is used, the temperature of the inner ring 17 and the outer ring 18 rises due to frictional heat with the rolling elements 19 (see FIG. 1). Usually, since the outer ring 18 is incorporated in the housing 15 of the device, it is dissipated by heat conduction, and a temperature difference occurs between the inner and outer rings 17 and 18. The temperature is conducted to each of the thermal conductors 52 and 53, and a temperature difference is generated between both end faces of the Seebeck element 54, thereby generating power by the Seebeck effect.

ハウジング本体24aの内周面と外周面を貫通する熱伝導体52、53を設け、これら熱伝導体52、53の間にゼーベック素子54を介在したものを使用する場合、ハウジング本体24aの外周面を貫通する熱伝導体52が外輪側間座12bの内径面に接する面には、熱導電性を考慮した接着剤を使用することが望ましい。なお、外輪側の熱伝導体52の外径は、外輪間座12bの内径寸法と同一にして、放熱効果が高くなるように密着させている。一方、内輪側の熱伝導体53の内径は、内輪間座12aとは接していない。可能であれば、外輪側と内輪側の熱伝導体52、53の体積を等しくすることが望ましい。   When the heat conductors 52 and 53 penetrating the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the housing main body 24a are provided and the Seebeck element 54 is interposed between the heat conductors 52 and 53, the outer peripheral surface of the housing main body 24a is used. It is desirable to use an adhesive in consideration of thermal conductivity on the surface where the thermal conductor 52 penetrating the outer surface contacts the inner diameter surface of the outer ring spacer 12b. Note that the outer diameter of the heat conductor 52 on the outer ring side is the same as the inner diameter dimension of the outer ring spacer 12b, and is closely attached so that the heat dissipation effect is enhanced. On the other hand, the inner diameter of the heat conductor 53 on the inner ring side is not in contact with the inner ring spacer 12a. If possible, it is desirable to make the volumes of the heat conductors 52 and 53 on the outer ring side and the inner ring side equal.

なお、外輪間座12bの内径面と熱伝導体52の間、熱伝導体52とゼーベック素子54の間、ゼーベック素子54と内輪側の熱伝導体53の間には、熱伝導率及び密着性を高めるため、放熱グリースなどを塗布することが好ましい。放熱グリースは、一般的にシリコーンが主成分である。また、熱伝導体52、53は、熱伝導率の高い金属を使用する。例えば、銀、銅、金などが挙げられるがコスト面から、銅を使用する事が一般的である。なお、銅を主成分とする銅合金でもよい。また、銅を主成分とする焼結合金でもよい。   In addition, between the inner diameter surface of the outer ring spacer 12b and the heat conductor 52, between the heat conductor 52 and the Seebeck element 54, and between the Seebeck element 54 and the heat conductor 53 on the inner ring side, heat conductivity and adhesion are provided. In order to increase the heat dissipation, it is preferable to apply heat radiation grease or the like. Generally, the heat dissipating grease is mainly composed of silicone. Moreover, the heat conductors 52 and 53 use a metal with high heat conductivity. For example, silver, copper, gold and the like can be mentioned, but copper is generally used from the viewpoint of cost. A copper alloy mainly composed of copper may be used. Moreover, the sintered alloy which has copper as a main component may be sufficient.

発電部41は、前記のゼーベック効果によって発電を行うもののほか、図9、図10、図11に示すものを使用することができる。   As the power generation unit 41, in addition to the power generation by the Seebeck effect, those shown in FIGS. 9, 10, and 11 can be used.

図9に示すものは、転がり軸受装置10内に交番磁界が存在する場合に適用される。工作機等のビルトインスピンドル内部や大電力を扱う高周波機器の近傍では、漏れ磁束又は高周波の照射が発生する。この漏れ磁束を利用し電磁誘導により発電を行うものである。即ち、片側を開放したE形の鉄心55にコイル56を組み合わせることで効率よく交番磁界を捉え、電磁誘導による発電を行う。鉄心55の開放面に絶縁性基台57が取り付けられる。漏れ磁束の周波数が既知である場合は、鉄心55を除き漏れ磁束の周波数に共振するコイル56を用いるようにしてもよい。   The configuration shown in FIG. 9 is applied when an alternating magnetic field exists in the rolling bearing device 10. In a built-in spindle such as a machine tool or in the vicinity of a high-frequency device that handles high power, leakage magnetic flux or high-frequency irradiation occurs. Electricity is generated by electromagnetic induction using this leakage magnetic flux. That is, by combining the coil 56 with the E-shaped iron core 55 with one side open, an alternating magnetic field is efficiently captured and power is generated by electromagnetic induction. An insulating base 57 is attached to the open surface of the iron core 55. When the frequency of the leakage magnetic flux is known, a coil 56 that resonates with the frequency of the leakage magnetic flux except for the iron core 55 may be used.

図10に示すものは、転がり軸受装置10内に振動が発生する場合に適用されるものである。即ち、固定側絶縁基板58、その上に配置された可動側絶縁基板59の対向面にそれぞれ多数の電極60を設け、固定側絶縁基板58の電極60にのみエレクトレット61を積層し、可動側絶縁基板59の電極60に対し空隙を設けて対向させる。可動側絶縁基板59は摺動装置62によって図中の矢印aの方向にのみ移動可能となる。   The one shown in FIG. 10 is applied when vibration occurs in the rolling bearing device 10. That is, a large number of electrodes 60 are provided on opposite surfaces of the fixed-side insulating substrate 58 and the movable-side insulating substrate 59 disposed thereon, and the electret 61 is stacked only on the electrodes 60 of the fixed-side insulating substrate 58, thereby moving-side insulating. A gap is provided to face the electrode 60 of the substrate 59. The movable insulating substrate 59 can be moved only in the direction of arrow a in the figure by the sliding device 62.

転がり軸受装置10に振動が発生すると、摺動装置62によって矢印aの方向に可動側絶縁基板59が振動する。このとき、固定側及び可動側絶縁基板58、59の相対運動とエレクトレット61により、電極60間に静電誘導による電荷が発生する。この発生した電荷を外部に取り出すことにより発電を行う。   When vibration is generated in the rolling bearing device 10, the movable insulating substrate 59 is vibrated in the direction of arrow a by the sliding device 62. At this time, charges due to electrostatic induction are generated between the electrodes 60 due to the relative movement of the fixed and movable insulating substrates 58 and 59 and the electret 61. Electricity is generated by taking out the generated electric charges to the outside.

図11に示すものも転がり軸受装置10内に振動が発生する場合に適用されるものである。即ち、固定側絶縁基板58と重り63の間に弾性のあるシート状の圧電体64を配置する。軸受装置10に振動が発生すると、重り63と圧電体64により矢印aの方向に重り63が振動する。このとき、圧電体64にひずみが生じ誘電分極による起電力が発生する。その起電力を外部に取り出すことにより発電を行う。   The one shown in FIG. 11 is also applied when vibration occurs in the rolling bearing device 10. In other words, an elastic sheet-like piezoelectric body 64 is disposed between the fixed-side insulating substrate 58 and the weight 63. When vibration is generated in the bearing device 10, the weight 63 is vibrated in the direction of the arrow a by the weight 63 and the piezoelectric body 64. At this time, the piezoelectric body 64 is distorted to generate an electromotive force due to dielectric polarization. Electric power is generated by extracting the electromotive force to the outside.

発電部41によって発電した電荷は、蓄電池やコンデンサなどの充電部42に蓄電される。コンデンサは、電気二重層コンデンサ(キャパシタ)を使用することが望ましい。   The electric charge generated by the power generation unit 41 is stored in a charging unit 42 such as a storage battery or a capacitor. The capacitor is preferably an electric double layer capacitor (capacitor).

制御部43は、図12に示すように、例えば、軸受温度センサー47a、軸受回転センサー47b、潤滑油残量センサー47c、潤滑油温度センサー47d等のセンサーを備える。これらのセンサーから信号がCPU51に入力され、転がり軸受11の温度及びその回転状況に応じてポンプ44を自動制御し、潤滑油の供給量を調整する。   As shown in FIG. 12, the control unit 43 includes sensors such as a bearing temperature sensor 47a, a bearing rotation sensor 47b, a lubricant remaining amount sensor 47c, and a lubricant temperature sensor 47d. Signals from these sensors are input to the CPU 51, and the pump 44 is automatically controlled in accordance with the temperature of the rolling bearing 11 and the rotation state thereof to adjust the supply amount of the lubricating oil.

なお、上記の実施形態は、内輪回転である。また、回転中心を横軸としたが、縦軸としてもよい。さらに、工作機のスピンドルに組み込まれてもよい。   In addition, said embodiment is inner ring | wheel rotation. Further, although the rotation center is the horizontal axis, it may be the vertical axis. Furthermore, it may be incorporated in the spindle of the machine tool.

10 軸受装置
11 転がり軸受
12 間座
12a 内輪側間座
12b 外輪側間座
13 給油ユニット
14 回転軸
15 ハウジング
16 間座
17 内輪
18 外輪
19 転動体
21 保持器
22 シール板
24 ハウジング
24a ハウジング本体
24b 蓋体
24c ネジ
41 発電部
42 充電部
43 制御部
44 駆動部
45 ポンプ
45a 吸込みチューブ
45b 吐出チューブ
45c 吐出ノズル
46 潤滑油タンク
46a 袋体
46b 熱溶着部分
47a〜47d センサー
48 開閉弁
48a シーケンス弁
48b 電磁弁
51 CPU
52、53 熱伝導体
54 ゼーベック素子
55 鉄心
56 コイル
57 絶縁性基台
58 固定側絶縁基板
59 可動側絶縁基板
60 電極
61 エレクトレット
62 摺動装置
63 重り
64 圧電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bearing apparatus 11 Rolling bearing 12 Spacer 12a Inner ring side spacer 12b Outer ring side spacer 13 Lubrication unit 14 Rotating shaft 15 Housing 16 Spacer 17 Inner ring 18 Outer ring 19 Rolling body 21 Cage 22 Seal plate 24 Housing 24a Housing body 24b Lid Body 24c Screw 41 Power generation unit 42 Charging unit 43 Control unit 44 Drive unit 45 Pump 45a Suction tube 45b Discharge tube 45c Discharge nozzle 46 Lubricating oil tank 46a Bag body 46b Thermal welded portion 47a to 47d Sensor 48 Open / close valve 48a Sequence valve 48b Electromagnetic valve 51 CPU
52, 53 Thermal conductor 54 Seebeck element 55 Iron core 56 Coil 57 Insulating base 58 Fixed insulating substrate 59 Movable insulating substrate 60 Electrode 61 Electret 62 Sliding device 63 Weight 64 Piezoelectric body

Claims (7)

転がり軸受と、潤滑油タンク、潤滑油タンクから潤滑油を吸引して吐出口から潤滑油を吐出するポンプ、ポンプを駆動する駆動部、駆動部に電気エネルギーを与える発電部を少なくとも備える給油装置の組み合わせからなり、前記給油装置を、転がり軸受の固定輪側部材又は転がり軸受に隣接する間座に取り付けた転がり軸受装置において、前記ポンプの吐出配管に、潤滑油の漏れ出しを防止する漏れ出し防止機構を設けたことを特徴とする転がり軸受装置。   An oil supply device comprising at least a rolling bearing, a lubricating oil tank, a pump that sucks lubricating oil from the lubricating oil tank and discharges lubricating oil from a discharge port, a driving unit that drives the pump, and a power generation unit that supplies electric energy to the driving unit In a rolling bearing device comprising a combination, wherein the oil supply device is attached to a fixed ring side member of the rolling bearing or a spacer adjacent to the rolling bearing, preventing leakage of the lubricating oil into the discharge pipe of the pump A rolling bearing device provided with a mechanism. 前記漏れ出し防止機構が、ポンプの吐出配管に設けた給油動作中のみ開放する開閉弁からなる請求項1記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 1, wherein the leakage prevention mechanism includes an on-off valve that is opened only during a refueling operation provided in a discharge pipe of the pump. 前記開閉弁が、圧力によりポンプの吐出配管の流路を開くシーケンス弁からなる請求項2記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 2, wherein the on-off valve is a sequence valve that opens a flow path of a discharge pipe of the pump by pressure. 前記開閉弁が、電磁弁からなる請求項2記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 2, wherein the on-off valve is an electromagnetic valve. 前記電磁弁を、駆動部の発電部によって駆動させる請求項4記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 4, wherein the electromagnetic valve is driven by a power generation unit of a drive unit. 前記漏れ出し防止機構が、ポンプを駆動して給油動作を完了した後に、ポンプを逆転させて吐出配管内に空気を導入する機構からなる請求項1記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 1, wherein the leakage prevention mechanism includes a mechanism that, after driving the pump and completing the refueling operation, reverses the pump and introduces air into the discharge pipe. 前記給油装置の構成部材をハウジング内に収納してユニット化し、ハウジングが間座に取り付けられている請求項1〜6のいずれかに記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 6, wherein the constituent members of the oil supply device are accommodated in a housing to form a unit, and the housing is attached to a spacer.
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